【導(dǎo)讀】在淘寶網(wǎng)站 「BD243迷你特斯拉線圈套件」[1] 購買了一套DIY特斯拉套件。這種套件屬于在博文 「豐富多彩的迷你特斯拉線圈的頻率鎖定電路」 中作為基礎(chǔ)的類型。
01 實驗套件
在淘寶網(wǎng)站 「BD243迷你特斯拉線圈套件」[1] 購買了一套DIY特斯拉套件。這種套件屬于在博文 「豐富多彩的迷你特斯拉線圈的頻率鎖定電路」 中作為基礎(chǔ)的類型。
下面是隨著套件寄送過來的安裝說明，其中Q1的集電極初級線圈是制作在單路班上的印刷版線圈。
BD243迷你特斯拉線圈套件
02 測量特斯拉線圈參數(shù)
1.特斯拉線圈低頻參數(shù)
下面是套件中的主要器件。其中特斯拉線圈，使用手持LCR表測量的參數(shù)為：
○ 電阻：16.54Ω
○ 電感：403.3uH
套件中主要元器件
2.特斯拉線圈諧振參數(shù)
根據(jù)博文 「特斯拉線圈自身諧振現(xiàn)象」[2] 中介紹的方法，對于這款特斯拉線圈測量對應(yīng)的諧振頻譜。
左：無特斯拉線圈;中：有特斯拉線圈1；右：有特斯拉線圈2
「（1）測量耦合線圈增益：」
在沒有特斯拉線圈的情況下的耦合線圈之間的增益
「（2）放置特斯拉線圈1：」
特斯拉線圈1的耦合線圈之間的增益
「（3）放置特斯拉線圈2：」
特斯拉線圈2的耦合線圈之間的增益
「（4）將測量結(jié)果減去背景數(shù)據(jù)」
將上面兩個方知有特斯拉線圈的數(shù)據(jù)減去沒有特斯拉線圈時的背景數(shù)據(jù)，可以得到由于放置特斯拉線圈所引起的耦合增益變化：
減去背景數(shù)據(jù)之后的耦合關(guān)系數(shù)據(jù)
○ 特斯拉1的峰值對應(yīng)的頻率為：5.97MHz。
○ 特斯拉2的峰值對應(yīng)的頻率為：6.356MHz
另外，對于特斯拉1內(nèi)部具有的諧振頻率的個數(shù)約等于特斯類內(nèi)部的諧振頻譜的個數(shù)的「兩倍」。這是否與特斯拉線圈1的獨特的兩層結(jié)構(gòu)有關(guān)系呢？
尋找相應(yīng)峰值頻率的Python程序如下：
def peakfreq(f, d):
d = list(d)
id = d.index(max(d))
return id * (f[-1] - f[0]) / len(f) + f[0]
03 組裝迷你特斯拉線圈
1.組裝之后電路板靜態(tài)測試
將套件中的各個元器件安裝在電路板上，并對功率管增加大的散熱片。
通電后測量特斯拉線圈輸出的高壓脈沖信號，可以點亮氖燈泡。
通電后使用氖燈測量發(fā)出的高壓信號
2.振蕩波形和頻譜
使用DSA815頻譜儀，加上單圈環(huán)形天線接收到的特斯拉線圈工作頻譜對應(yīng)的頻譜如下。其中諧振諧振頻譜為6.8225MHz。
特斯拉線圈工作時測量得到的頻譜
3. 工作電壓對工作參數(shù)影響
「（1）工作電流隨著電壓的變化：」
這個套件居然在電壓在1V的時候都能夠工作，是在沒有想到。隨著工作電壓的提高，工作電流也逐步上升。
工作電流隨著工作電壓的變化
在電壓大約為8.5V左右，電流有一個突變，這與下面顯示的振蕩頻率的突變所對應(yīng)的工作電壓是一致的。
至于為什么會出現(xiàn)這個突變，現(xiàn)在還無法解釋。猜測：這可能此時晶體管的功耗使得它的溫度出現(xiàn)了較大的變化，進(jìn)而影響到了工作的電流與頻率。
「（2）振蕩頻率隨著工作電壓的變化：」
振蕩頻譜隨著工作電壓的變化
下面顯示了在工作電壓變化的過程中，使用DSA815測量得到的周圍空間的頻譜，其中峰值對應(yīng)的振蕩頻率。
隨著工作電壓變化振蕩輸出頻譜的變化
04 結(jié)論
通過前面簡單的測試，對于「BD243」迷你特斯拉線圈套件進(jìn)行的初步的試驗。初步得到了一些工作的特性。
隨著電壓增加氖燈泡被點亮
1. 使用耦合線圈方法測量得到的特斯拉線圈的諧振頻率（6.356MHz）比其工作的頻率（7.14~7.20MHz）要小一些。為什么這之間有區(qū)別？
2. 該套件的工作電壓范圍非常大，從1V~18V都可以有效的工作。工作電流隨著工作電壓呈現(xiàn)單調(diào)上升的趨勢。中間出現(xiàn)過突變的一小段，猜測是因為功率管BD243溫度激增引起測。此有待進(jìn)一步證實
3. 通過測量空間頻譜測量得到振蕩頻率。隨著工作電壓在1V~18V的變化，振蕩頻率還是非常穩(wěn)定。但是振蕩頻率隨著工作電壓變化補(bǔ)充單調(diào)的。原因不詳；
Reference
[1] 「BD243迷你特斯拉線圈套件」:
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.1b2f2e8d2ysp2o&id=614703679573&_u=invskcd1823
[2] 「特斯拉線圈自身諧振現(xiàn)象」:
https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/106122200
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